福建省莆田市2021-2022学年高二下学期期末模拟考试物理试卷（二）（Word版含答案）

莆田市2021-2022学年高二下学期期末模拟考试物理试卷（二）
一、单选题
1．据报道，位于安徽省合肥市科学岛上的“东方超环”（EAST）——俗称“人造小太阳”，预计将于2021年5月完成升级改造。参与核反应的燃料为氘核和氚核，反应后产生氦核和某种粒子X，下列说法正确的是（　　）
A．此核反应为裂变反应
B．X带正电
C．X为高频电磁波
D．氘核和氚核的总质量大于氦核和X的总质量
2．如图（a）所示，线圈的匝数比为3:1，Rr为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
A．变压器输入输出功率之比为3:1
B．变压器副线圈输出的交变电压的频率为150Hz
C．若热敏电阻Rr的温度升高，R1消耗的功率变大
D．若热敏电阻Rr的温度升高，电压表和电流表示数均变大
3．如图甲为用金属材料制成的霍尔元件，其长、宽、高分别为a、b、d；如图乙是检测电流大小是否发生变化的装置。该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流强度成正比，现给元件通一恒定工作电流I，下列说法正确的是（　　）
A．N端应与电压表的正极相连
B．要提高检测灵敏度可适当减小高度d
C．如果仅将检测电流反向，电压表的正负接线柱连线位置无需改动
D．当霍尔元件尺寸一定时，电压表示数变大，说明检测电流变小
4．如图所示，质量为m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为4m的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角α=53°，某时刻由静止释放乙（足够高），经过一段时间小球运动到Q点，OQ两点的连线水平，OQ=d，且小球在P、Q两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6。则（　　）
A．弹簧的劲度系数为
B．物体乙释放瞬间加速度等于g
C．小球甲到达Q点时的速度大小为
D．小球甲和物体乙的机械能之和保持不变
二、多选题
5．人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实，假设某次打夯两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均恒为，方向与竖直方向均成，重物离开地面后停止用力，重物竖直下落把地面砸深，已知重物的质量为，g取，，以地面为重力势能的零势能面。则有：（　　）
A．两根绳子对重物的合力为 B．重物机械能的最大值为
C．完成一次“打夯”重力的冲量为零 D．地面对重物的阻力为
6．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，、、为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表可视为理想电表。开关S闭合时，一带电油滴P恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器R的滑片向b端移动，下列说法正确的是（　　）
A．油滴将向下运动
B．电压表的示数变小、电流表的示数变大
C．电源的输出功率逐渐增大、电源的效率逐渐增大
D．、电阻上消耗的功率都变大
7．在甲、乙、丙、丁四图中，除导体棒ab可以移动外，其余部分均固定不动，图中的R为定值电阻，导体棒和导轨电阻均不计，导体棒和导轨之间的摩擦力也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直于水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。图甲、乙、丙中的导体棒ab均受外力F的作用，其中图甲、丙中外力F为恒力，图乙中外力F的功率恒定，图丙中的电容器C原来不带电，图丁中的电容器C已充电，四个图中导体棒ab从静止到最终做匀速运动的是（　　）
A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图丁
8．在大型物流系统中，广泛使用传送带来搬运货物。如图3甲所示，倾角为θ的传送带以恒定的速率逆时针方向转动，皮带始终是绷紧的，将m＝1kg的货物放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器分别测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，可知（　　）
A．货物与传送带间的动摩擦因数为0.05
B．A、B两点间的距离为1.2m
C．货物从A运动到B的过程中，传送带对货物做功－11.2J
D．货物从A运动到B的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的热量为4.8J
三、填空题
9．将加热后的玻璃杯反扣在冷水中，会出现“杯子吸水”现象（如图所示），在液面缓慢上升的过程中，杯中封闭气体单位体积内的分子数______（填“不变”、“增大”或“减小”），外界对封闭气体做______（填“正功”、“负功”）。
10．一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_______m。
四、实验题
11．某同学用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
（1）该同学安装好实验器材后，将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。选出一条点迹清晰的纸带，标出部分计数点如图乙所示（每相邻两个计数点间还有4个打下的点，图中未画出）。其中s1=7.05cm、s2=7.68cm、s3=8.33cm、s4=8.95cm、s5=9.61cm、s6=10.26cm。打点计时器在打B点时小车的速度vB=________m/s；小车的加速度a=________m/s2（要求充分利用测量的数据，结果均保留2位有效数字）。
（2）用图甲所示的装置还可以完成下述哪些实验________。
A．探究小车的加速度和受力的关系 B．验证动能定理
C．验证机械能守恒定律 D．验证动量守恒定律
12．如图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化的关系，图中R0表示0℃时的电阻，k表示图线的斜率 。若用该电阻与电池（E，r）、电流表Rg、变阻器R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻测温计”。
①实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的___________侧（填“左”、“右”）；
②在标识“电阻测温计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式：t=___________；
③由②知，计算温度和电流的对应关系，需要测量电流表的内阻（约为200Ω）。已知实验室有下列器材：
A．电阻箱（0～99.99Ω）；B．电阻箱（0～999.9Ω）；
C．滑线变阻器（0～20Ω）；D．滑线变阻器（0～20kΩ）。
此外，还有电动势合适的电源、开关、导线等。
请在方框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻Rg的电路___________；
在这个实验电路中，电阻箱应选___________；滑线变阻器应选___________。（只填代码）
五、解答题
13．如图，倾斜固定滑杆长，与水平地面夹角，质量的小环套在滑杆上静置在底端，用水平拉力拉动小环沿滑杆向上运动，到达杆的最高点时撤去，不计空气阻力，小环脱离滑杆时的速度大小为。已知，，取。求：
（1）小环与滑杆之间的动摩擦因数；
（2）若力仅作用，小环从静止开始沿滑杆向上运动的最大距离。
14．有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如下实验，一个平板车固定在水平地面上，其右端恰好与光滑的半圆弧轨道的底端相切，在平板车的右端放置两个可视为质点的紧挨着的A、B两个物体（均可看成质点），物体质量均为m，现在在它们之间放少量炸药。当初A、B两物静止，点燃炸药让其爆炸，物体B向右运动，恰能到达半圆弧最高点。物体A沿平板车表面向左做直线运动，最后从车上掉下来，落地点离平板车左端的水平距离为s，已知平板车上表面离地面的高度为h，平板车表面长度为l，物体与平板车之间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，重力加速度为g。试求：
(1)A物体离开平板车的速度；
(2)圆弧的半径和炸药爆炸时对A、B两物体所做的功。
15．如图所示，在xOy平面第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B，在第二象限的边长为L的正方形ACDO内的某个区域有垂直于纸面的匀强磁场Ⅱ，在第三象限内有竖直向上的匀强电场，场强大小为E，所有电磁场边界均为理想边界。在第三象限内有一点P（-L，-L），在AP连线上任意一点由静止释放一带电粒子，粒子由A点进入磁场Ⅱ中，经过磁场Ⅱ偏转后，都能垂直于y轴进入磁场Ⅰ中，且都恰好能到达O点被粒子捕获器捕获。已知在P点释放的粒子恰好是经D点垂直于y轴进入磁场Ⅰ中。设粒子重力不计。求：
（1）粒子的比荷；
（2）ACDO内所加磁场的最小面积；
（3）带电粒子从释放到运动到O点的最小时间及对应的电场中释放位置坐标。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D 2．C 3．B 4．A 5．ABD 6．AB 7．ABD 8．CD
9． 增大 正功 10． 正向 0.8 11． 0.74 0.64 AB
12． 右 BD
13．（1）0.5；（2）1.8m
（1）小环沿杆向上运动到滑杆最高点
解得
由牛顿第二定律可知
代入数据得
（2）力作用，由速度公式可知
撤去后
解得
匀减速阶段
小环沿滑杆向上运动的最大距离
14．（1）；（2）
(1)设物体离开平板车的速度为v，A物体离开平板车后做平抛运动，由平抛运动规律，在水平方向上
在竖直方向上
联立两式解得
（2）设炸药爆炸后、两物体的速度分别为、，A在平板车上运动过程中，由动能定理得
炸药爆炸后，由动量守恒定律得
向右运动达半圆弧最高点的速度为，恰能到达最高点，由牛顿第二定律得
上升到最高点过程中，由机械能守恒定律得
联立得
由功能关系，炸药对A、B物体做的功
解得
15．（1）；（2）；（3）
（1）经分析得粒子轨迹如图所示
在P点释放的粒子，在电场中由动能定理得
在第一象限B1=B的磁场中，带电粒子运动轨迹半径为
洛伦兹力提供向心力
解得
（2）四分之一圆形面积
三角形面积为
最小面积为
（3）带电粒子在第二象限磁场中的半径为
r2=L=2r1
洛伦兹力提供向心力
故第二象限磁场的磁感应强度
任意位置释放粒子在第一、二象限磁场中总时间都相等
在第一象限磁场中
又
在第二象限磁场中
又
在电场中，根据动能定理有
由平均速度公式有
解得
在第二象限磁场中，洛伦兹力提供向心力
解得半径
粒子离开磁场B2匀速到y轴有
解得
当t3+t4最小时有
解得
即释放位置坐标为（-L，）
最小时间为
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